Пространство и время. Пространственно-временной континуум. 

Исторически сложившиеся концепции в понимании пространства и времени:        

1. Субстанциальная. Пространство и время – нечто самостоятельно существующее наряду с материей, как её пустые вместилища. Пространство – чистая протяженность. Время – чистая длительность. В них как бы погружены, помещены материальные объекты (Демокрит – И.Ньютон).           

2. Реляционная. Пространство и время – не особые субстанциональные сущности, а формы существования материальных объектов. Пространство выражает существование объектов. Время – последовательность их состояний (Аристотель – Г.Лейбниц).

     Общая характеристика пространства и времени: Пространство – это совокупность отношений, выражающих координацию сосуществующих объектов, их расположение относительно друг друга и относительную величину (расстояние и ориентацию). Пространство: а) трехмерно; б) однородно (равноправие всех его точек); в) изотропно (равноправие всех его направлений). Время – совокупность отношений, выражающих координацию сменяющих друг друга состояний (явлений), их последовательность и длительность.

     Пространство и время в истории философии.

     Уже в античности одной из точных дисциплин стала геометрия, которая выделилась из философии как наука о пространственных формах и способах их измерения. Также значительное внимание уделялось времени в свете астрономических наблюдений и рассуждении о вечности космоса и быстротечности человеческой жизни. В последующем интерес к категориям «пространство» и «время» никогда не ослабевал, порождая множество связанных с ним вопросов. При этом неизменно возникал и такой: являются ли пространство и время самостоятельными сущностями или же они только сопутствуют чему-то? В этой связи можно выделить два наиболее значительных и принципиально отличающихся друг от друга направления, которые сложились в истории философии, - субстанциональное и реляционное.

     В субстанциональном направлении пространство и время рассматриваются как самостоятельные, независимые от материи и сознания сущности. У Аристотеля, например, пространство ограничено сферой неподвижных звезд, за ними – божественное небо, неподвижное, вечное, пребывающее вне времени и пространства и приводящее все в движение. Древнегреческим философам  Демокриту и Эпикуру пространство представлялось неким вместилищем для атомов и отождествлялось с пустотой. Его считали абсолютным, однородным и неподвижным, а время – протекающим равномерно. Эти идеи, разделявшие материю, движение, пространство и время на самостоятельные субстанции, позднее были развиты в классической механике Ньютона и имели широкое распространение вплоть до начала XX столетия.

     Второе направление, реляционное (от лат. Relativus – относительный), связывается с пониманием пространства и времени не как самостоятельных сущностей, а как особых отношений между объектами и процессами реального мира. Вне этих отношений с данной точки зрения пространство и время не существуют. Ярким представителем этого направления был Г.Лейбниц. Подобные взгляды развивает и марксистская философия.

     Различные подходы к пониманию пространства и времени.

     Важный вопрос, с которым так или иначе сталкиваются многие философы, состоит в том, являются ли пространство и время характеристиками бытия, т.е. имеют они объективный характер или же они проистекают из особенностей нашего сознания и по своей природе субъективны? В этой связи с определенной долей условности можно говорить о материалистическом и идеалистическом содержании данных категорий.

     Материалистический подход в его четко выраженной форме характеризуется тем, что пространство и время рассматриваются как существующие вне и независимо от сознания, т.е. подчеркивается объективный характер их существования. Данная позиция в значительной мере опирается на взгляды таких выдающихся представителей естествознания как И.Ньютон и А.Энштейн, а в наиболее полном виде была разработана в марксистской философии, которая, претендуя на научность, уделяет этим вопросам пристальное внимание, в отличие от многих других философских систем, которые относят проблемы пространства и времени к компетенции исключительно естественных наук.

     Идеалистические взгляды связаны с отрицанием объективной природы пространства и времени и признанием их зависимости от различных форм сознания, которые так или иначе выступают первопричиной их существования. Например, представители субъективного идеализма (Д.Беркли, Д.Юм, Э.Мах и др.) рассматривают пространство и время как формы индивидуального сознания.

     Для И.Канта пространство и время также субъективны, но выступают уже как априорные, т.е. данные человеку до опыта, формы чувственного созерцания.

     Примером решения проблемы пространство и времени с точки зрения объективного идеализма является средневековая философия, где Бог, и только он, мыслится вне времени и пространства. Они сотворены Всевышним и являются свойством сотворенной им же материи, а потому имеют свое начало – момент божественного творения. Другой пример: в объективном идеализме Г. Гегеля не нашлось места для пространства и времени поскольку философ стремился выстроить абсолютную систему знаний, имеющую вневременной, вечный, «чисто логический» характер.

     Теория относительности.

     В соответствии с теорией относительности А.Энштейна пространство и время существуют не сами по себе, как не существуют и в отдельности друг от друга, а находятся в такой неразрывной связи с материей, что не обладают никакой самостоятельностью и выступают как атрибуты единого и многообразного целого. Образуя единый пространственно-временной континуум, они также зависят и от скорости движения материальных тел: при увеличении относительной скорости движения тела его пространственные характеристики сокращаются, а его собственное время замедляет свое течение. Теория А.Энштейна обосновала также неразрывную связь пространства и времени с гравитацией, указав, что пространственно-временные характеристики меняются в зависимости от взаимного расположения тяготеющих масс, вблизи которых происходит искривление пространства-времени.

     В теории относительности время, пространство и движение рассматриваются как атрибуты, основные формы существования материи и, будучи неразрывно связанными с нею, как и сама материя (взятая в отрыве от них), не могут иметь самостоятельного существования. А мир в целом, пребывающий в постоянном движении, рассматривается как бесконечный в пространстве и времени. Отвечая на заданный вопрос о сущности теории относительности, А.Энштейн сказал: «Суть такова: раньше считали, что если каким-нибудь чудом все материальные вещи исчезли бы вдруг, то пространство и время остались бы. Согласно же теории относительности вместе с вещами исчезли бы и пространство и время».

     Многомерность пространства.

     Современные естественнонаучные концепции, развивающие теорию относительности и рассматривающие в единстве сильные, слабые, электромагнитные и гравитационные взаимодействия, трактуют трехмерность пространства и одномерность времени (его однонаправленность из прошлого в будущее) лишь как один из возможных случаев бытия материальных тел и вводят многомерность пространства-времени, допуская существование других миров наряду с нашей Метагалактикой. Предполагается, что там пространство и время могут иметь принципиально иную структуру, иные размерности и формы.

     Пространственно-временные характеристики имеют свою специфику не только на уровне микро-, макро - и мегамира, но и на уровне живой природы, социальной действительности.

     С возникновением жизни на земле возникает особое, биологическое пространственно-временное измерение, находящееся как бы внутри пространства-времени неживой природы. В этой связи внимание ученых, занимающихся исследованием жизни, привлекла проблема симметричности в живой и неживой природе. Они выявили, что асимметрия, нехарактерная для неживой природы, проявляется на молекулярном уровне в виде «левого» и «правого» в группировках атомов, а на уровне организмов выражается в их строении и динамике.

     В процессе функционирования живые тела обнаруживают не только отмеченную специфику пространственной организации, но и временные особенности, характерные для протекания внутренних биологических процессов. Речь идет о так называемых «биологических часах», в соответствии с которыми протекают химические реакции, регулирующие приспособляемость организмов к различным ритмам и изменяющимся факторам внешней среды (смена дня и ночи, времен года, изменение часового пояса, длительности светового дня и т.п.). Внутреннее (биологическое) время живого организма, попадающего в нестандартные ситуации, сбивается со своего обычного ритма, но, являясь по сути саморегулирующей системой, эти «часы» вновь адаптируются к внешнему временному ритму, выступая как бы его составной частью, встроенной вовнутрь внешнего времени.

     Социальное пространство.

     В социальных структурах пространственно-временные отношения еще более сложные. Здесь уместно говорить уже о социальном пространстве как определенном отношениями человека к миру, исторически обусловленном особенностями человеческой деятельности и практики. Оно наделено особым человеческим смыслом и как бы вписано одновременно в биосферное, планетарное и космическое пространство, выделяясь из него в то же время в виде созданной человеком инфраструктуры, освоенных недр и территорий, используемых водных и воздушного океанов, космических просторов, ставших в своей совокупности жизненным пространством человека. При этом пространственные структуры возникают не сами по себе, не хаотично, а являются результатом объективных процессов эволюции общества и отражают быт и культуру тех или иных народов, их экономический и социальный уровень развития, несут на себе печать определенного времени. Все это запечатлевается в соответствующей архитектуре, преобразованном ландшафте и т.д., составляющем в итоге так называемую «вторую природу».

     Социальное время.

     Социальное время в отличие от биологического и планетарно-космического протекает неравномерно. Начав свой отсчет на заре человечества, оно на протяжении тысячелетий пребывало в едва ли заметных изменениях и лишь с первыми ощутимыми признаками научно-технического прогресса, с XVII – XVIII вв., стало заметно набирать обороты. В 20 столетии НТР буквально «спрессовала» социальное пространство и неимоверно ускорила бег времени, придав взрывной характер развитию общественно-экономических процессов. Планета стала «маленькой» и тесной для человечества как единого целого, а время перемещения из одного её конца в другой теперь измеряется часами (не говоря уже о скорости и времени полетов на Луну и к другим космическим телам), что было просто немыслимо еще в XIX столетии.

Можно говорить и о сложности структуры социального времени, выделяя в нем временную компоненту индивидуального бытия конкретных людей, социальных коллективов, отдельных сообществ, наций, государств, всего человечества в конечном счете. Время и темп жизни каждого из них весьма отличны и имеют свою специфику, на что мы только указываем, но не останавливаемся на этом подробно по причине краткости данного курса.

Итак, суммируя философские представления о пространстве и времени и наполняя содержанием эти категории на основе современного естественнонаучного знания о мире, выделим в свете сказанного основные свойства пространства и времени. По существу они сводятся к тому, что пространство можно определить как порядок существования, характеризуемый протяженностью, однородностью, многомерностью, а время – как порядок следования событий и последовательность, которым присущи длительность, необратимость и изотропность, т.е. равноправность всех возможных направлений.

Если движение представляет собой общий способ существования материального мира, то пространство и время являются общими формами его существования. Пространство — это мера бытия, покоя, устойчивости в движении. Различные формы бытия сосуществуют в пространстве. Время — это мера небытия, изменчивости, неустойчивости в движении. Время представляет собой последовательную смену состояний предмета действительности, смену событий. Пространство и время неразрывно связаны между собой и обладают следующими свойствами: они неотделимы от своего материального носителя, нет и не может быть пространства и времени самих по себе — вне и до своего носителя; они объективны; универсальны; противоречивы (одновременно конечны и бесконечны, абсолютны и относительны). Частные свойства пространства и времени определяются характеристиками тех материальных объектов, формой которых они являются.

В классической науке пространство и время рассматривались как независимые друг от друга и от тех процессов, которые в них происходят. Благодаря созданию теории относительности было выяснено, что в действительности пространство и время — это стороны одного и того же явления. Поэтому было введено понятие пространственно- временного континуума. Оказалось, что пространство и время определяются теми процессами, событиями, которые в них возникают и существуют. Поэтому самое простое представление о реальности — это представление о том, что мир есть множество (континуум) событий, которое имеет четыре измерения: три из них пространственные, а четвертое — время. Хотя время — это такая же координата, как и любая из трех пространственных, но все же она характеризует континуум с точки зрения направленности его изменений, в то время как пространственные координаты характеризуют сосуществование его событий.

Поскольку континуум образует единое целое, то нельзя говорить о времени и пространстве, а следует говорить о пространстве-времени. Всякая попытка измерять отдельно пространство и время имеет смысл лишь тогда, когда мы имеем дело с макровеличинами. Как в микро-, так и в мегамирах разделение на пространство и время и сохранение этого разделения ведут к неверному пониманию реальности. В зависимости от распределения вещества и энергии изменяются характеристики пространственно-временного континуума. Астрономические наблюдения за последние пятнадцать лет показали, что пространство в окружающем нас мире не изотропно, что подрывает исходные принципы теории относительности и ограничивает применимость понятия «пространственно-временной континуум» в том смысле, как оно трактуется в теории относительности.

Все же в настоящее время пространственно-временной континуум остается наиболее общим представлением относительно пространства и времени. Рассмотрение пространственно-временного континуума в космологических моделях, и особенно в модели «Большого взрыва», привело к принципиально новым идеям относительно мерности пространства и времени. Так, оказалось, что в некоторых моделях «Большого взрыва» пространство оказывается не трехмерным, а десятимерным и лишь затем при переходе к привычным для нас пространственно-временным отношениям, с точки зрения их масштаба, семь координат сворачиваются в точки, и пространство становится трехмерным. Более того, выяснилось, что процесс возникновения нашей части Вселенной предполагает возникновение и самых известных нам физических законов, таких как законы тяготения, законы электромагнитных взаимодействий, а также слабых и сильных взаимодействий. Этих законов до момента «Большого взрыва» не существует, потому что нет самих соответствующих взаимодействий. Предполагается, что существует лишь некоторая «Суперсила», которая порождает известные нам физические взаимодействия.

Хотя пространство и время едины, но в макромире они относительно обособлены, и поэтому время и пространство в данном случае можно и даже нужно рассматривать раздельно. При этом оказывается, что время также имеет несколько измерений. Во-первых, есть внешнее время, когда данный процесс сравнивается с каким-то другим процессом, внутри которого он находится и от которого он зависит. Так, продолжительность жизни, измеряемая в годах, — это внешнее время, поскольку процесс жизни сравнивается с вращением Земли вокруг Солнца. Во-вторых, есть собственное время, которое определяется соотношением внутренних процессов в данной системе. И наконец, существует время, выражающее отношение закономерного бытия данного объекта к его реальному бытию. Так, продолжительность жизни закономерно определена для каждого вида живых организмов. Однако в зависимости от условий, она может оказаться короче и длиннее того времени, которое является закономерным для бытия данного объекта.

Как следует из взаимосвязи пространства и времени со спецификой той реальности, которая существует и взаимодействует в них, качественное и количественное различия даже в одной и той же реальности могут существенно менять свойства пространства и времени. Так, в физике выделяют макропроцессы, микропроцессы и мегапроцессы. Они различаются не только количественно, но и качественно. Естественно, что и свойства пространства и времени в них существенно различны. Эти различия настолько существенны, что нередко теоретики даже не признают соответствующих теорий. Например, А. Эйнштейн не признавал специфику законов квантовой механики, поскольку описанный им мысленный эксперимент дает возможность сделать вывод о том, что законы квантовой механики допускают бесконечно большую скорость распространения взаимодействия, в то время как в теории относительности она не может быть больше скорости света. Теоретический вывод Эйнштейна был подтвержден в 80-е гг. экспериментально. Но это не опровергло теорию относительности, и тем более квантовую механику, а лишь показало, что законы в разных областях физики и свойства пространственно-временного континуума в них имеют различную природу.

Когда мы переходим к пространственно-временным отношениям в живой природе, а затем в социальных системах, то там также обнаруживаем специфику этих отношений. Однако современная наука еще не сформулировала общих законов пространственно-временных отношений для биологических и социальных систем, хотя некоторые частные случаи изучены.